Trình tự thực hiện các bƣớc xác định vị trí điểm sự cố tiến hành nhƣ sau: Bƣớc 1: Cô lập cáp khỏi vận hành và tiếp đất
Bƣớc 2: Đo điện trở cách điện của lõi cáp với vỏ, của các lõi với nhau kết quả cho thấy điện trở cách điện của một pha với vỏ giảm mạnh → kết luận sơ bộ pha đó bị ngắn mạch trạm đất. Sau đó đấu nối tắt các pha ở trạm biến áp 1000kVA sau đó dùng đồng hồ vạn năng đo điện trở một chiều từng đôi ruột cáp, kế quả cho thấy điện trở của 3 lần đo cho kết quả tƣơng đƣơng nhau → kết luận ruột cáp còn nguyên vẹn chƣa bị đứt.
Bảng 4.6. Điện trở một chiều từng đôi ruột cáp - tuyến cáp ngầm 22kV cấp điện cho trụ sở Truyền hình Công an Nhân dân
Lần đo Pha 1 – Pha 2 Pha 1 – Pha 3 Pha 2 – Pha 3
Điện trở (Ω) 0,5206 0,5205 0,5203
Bƣớc 3: Định vị sự cố
- Tại TBA 110KVA E1.25 sử dụng thiết bị cầu điện trở đo đƣợc tỷ số = 4,6637 của tuyến cáp theo công thức (3.1) từ đó tính đƣợc chiều dài tuyến cáp từ đầu tuyến cáp tại TBA 110kV E1.25 đến điểm sự số theo công thức (3.2 ) nhƣ sau
- Tại TBA 1000kVA Trụ sở truyền hình Công An Nhân Dân sử dụng thiết bị cầu điện trở đo đƣợc tỷ số = 2,0836 của tuyến cáp theo công thức (3.1) từ đó tính đƣợc chiều dài tuyến cáp từ đầu tuyến cáp tại TBA 1000kVA đến điểm sự số theo công thức (3.2 ) nhƣ sau
Định vị tim tuyến theo mốc báo hiệu cáp ngầm sau đó đo tuyến từ hai đầu tuyến cáp điểm sự cố xác định khoảng sự cố trong phạm vi 5m từ điểm x đến điểm x‟.
Bƣớc 4: Định tuyến cáp sau đóđào rãnh cáp tìm điểm sự cố. Bƣớc 5: Tiến hành sửa chữa.
Bƣớc 6: Thí nghiệm sau sửa chữa.
Bƣớc 7: Đóng điện trở lại cho tuyến cáp.
Kết quả thực tế sau cho thấy vị trí sự cố không nằm phạm vi (x, x‟) mà nằm ngoài khoảng trên, cách vị trí x 1,5m. Sai số trên có thể do các nguyên nhân sau
- Chiều dài tuyến cáp thực tế không phải 3452m
- Sai số do biện pháp đo tuyến bằng thƣớc trên mặt đất để tìm điểm x và x‟ - Sai số của thiết bị đo cầu điện trở.
4.2.3.Nhận xét
Phƣơng pháp cầu điện trở chỉ áp dụng đối với tuyến cáp bị sự cố ngắn mạch pha – đất hoặc ngắn mạch pha – pha và lõi cáp phải còn nguyên vẹn.Phƣơng pháp cầu điển trở khá đơn giản, độ chính xác tƣơng đối cao khi áp dụng với tuyến cáp ngắn nhƣng khi áp dụng cho tuyến cáp có chiều dài lớn thì độ chính xác giảm tƣơng đối mạnh. Đặc biệt phƣơng pháp cầu điện trở không áp dụng đƣợc khi cáp bị sự cố dẫn đến hở mạch (lõi cáp bị đứt), sự cố ngắn mạch ba pha, chạm đất 3 pha. Phƣơng pháp cầu điện trở chỉ nên áp dụng đƣợc khi timtuyến cáp đƣợc xác định tƣơng đối chính xác trên mặt bằng, đối với tuyến cáp không cụ thể thì phải kết hợp với phƣơng pháp dò tuyến.
Trong thực tế để xác định vị trí sự cố tuyến cáp ngầm một cách chính xác và nhanh chóng cần phải phán đoán sự cố, sau đó áp dụng một hoặc phối hợp nhiều phƣơng pháp để định vị sự cố.Trình tựcác bƣớc xác định vị trí sự cố cơ bảnđƣợc thực hiện nhƣ sau:
Bƣớc 1: Cô lập cáp khỏi vận hành sau đó tiếp đất. Bƣớc 2: Đo điện trở cách điện và phân tích sự cố. Bƣớc 3: Định vị sơ bộ sự cố.
Bƣớc 4: Định tuyến cáp.
Bƣớc 5: Xác định chính xác điểm sự cố. Bƣớc 6: Tiến hành sửa chữa.
Bƣớc 7: Thí nghiệm sau khi sửa chữa. Bƣớc 8: Đóng điện trở lại.
KẾT LUẬN
Hiện nay hệ thống cáp ngầm trung thế ở Việt Nam đang tăng trƣởng mạnh về quy mô nhƣng chủ yếu sử dụng cáp cách điện XLPE bởi nhiều ƣu điểm nhƣ khả năng mang tải, khả năng chịu nhiệt, thi công lắp đặt dễ dàng ...
Trong hệ thống cáp ngầm trung thế các sự cố có nguyên nhân từ các điểm đấu nối (đầu cáp, hộp nối) chiếm một tỷ lệ cao vì vậy việc nâng cao kỹ thuật đấu nối là rất cần thiết.
Kỹ thuật lắp đặt và vận hành cáp ngầm trung thế có ảnh hƣởng rất lớn đến độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện và khả năng tải của tuyến cáp.Vì vậy cần thiết phải lựa chọn giải pháp lắp đặt và vận hành cáp ngầm trung thế phù hợp.
Việc thí nghiệm cáp nhằm đánh giá chất lƣợng, phát hiện các lỗi, khiếm khuyết của cáp đồng thời là cơ sở có tính pháp lý khẳng định cáp điện sẵn sàng đƣa vào sử dụng.
Bản luận văn đã đề cập đƣợc những vấn đề cơ bản trong nghiên cứu kỹ thuật lắp đặt, thí nghiệm và vận hành cáp ngầm trung thế. Luận văn đã áp dụng tính toán chế độ vận hành của tuyến cáp ngầm 22kV trên địa bàn thành phố Hà Nội và đƣa ra những đánh giá, kiến nghị nhằm nâng cao khả năng tải, kéo dài tuổi thọ và giảm thiểu sự cố của các tuyến cáp ngầm. Luận văn cũng trình bày việc chuẩn đoán vị trí sự cố cáp ngầm trên tuyến cáp mà tác giả đã tham gia và đƣa ra trình tự các bƣớc xác định vị trí sự cố cáp ngầm.
Hƣớng nghiên cứu tiếp theo về cáp ngầm trung thế trong lƣới điện sẽ là một số nội dung sau
1. Nghiên cứu ảnh hƣởng điện, từ trƣờng của các tuyến cáp ngầm chạy song song với nhau.
2. Nghiên cứu kỹ thuật đấu nối và lắp đặt cáp ngầm vƣợt biển cấp điện ra đảo. 3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của môi trƣờng đất nhiễm mặn đến tuổi thọ của cáp ngầm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Công Thƣơng (2008), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về kỹ thuật điện.
2. Daniel Fournier (1998), Aging of Defective Electrical Joints in Underground Power Distribution Systems, Proceedings of the 44th IEEE Holms Conference on
Electrical Contacts, Arlington, USA , pp. 179-192.
3. E.F. Steenis, W. Boone, A. Montfoort (1990), Water Treeing in Service Aged Cables, Experience and Evaluation Procedure, IEEE Transactions on Power
Delivery, vol. 5, No. 1, pp. 40-46,
4. George J. Anders (1997), Rating Of Electric Power Cables, McGraw-Hill Professional, New York, United States of America.
5. George J. Anders (2005), Rating Of Electric Power Cablesin Unfavorable Thermal Environment ,John Wiley & Sons, New Jersey, United States of America.
6. Jean-Pierre Crine (2004), A Water Treeing Model, Minutes of 115th IEEE PES Insulated Conductors Committee Meeting, Spring.
7. Jong-Beom Lee & Chae-Kyun Jung (2012) ,Technical Reviewon Parallel
Ground Continuity Conductor of Underground Cablesystems, Journal of
International Councilon Electrical Engineering, pp. 250-256.
8. L. Lindstrong (2011), Evaluating impact on ampacity according to IEC-60287 regarding thermally unfavourable placement of power cables, M.S. Thesis, School
of Elect. Eng., KTH Royal Institute of Technology, Stokholm, Sweden
9. Lothar Heinold (1990), Power Cables and their Application Power Cables and
their Application, Siemens Aktiengesellschaft, pp 18-30.
10.Nguyễn Bình Thành, Nguyễn Trần Quân, Lê Văn Bảng (1983), Cơ sở lý thuyết
trường điện từ, Nhà xuất bản Đại Học và Trung học chuyên ngiệp, Hà Nội.
11.Nguyễn Đình Thắng (2006), Vật liệu kỹ thuât điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
12. P.Werelius, P.Thärning, R.Eriksson, B.Holmgren, U.Gäfvert (2001), Dielectric Spectroscopy for Diagnosis of Water Tree Deterioration in XLPE Cables," IEEE
13. S.Hvidsen, H.Faremo, J.T.Benjaminsen (2006), Diagnostic Testing of High Voltage Water Treed XLPE Cables, CIGRE 2006 Proceedings, paper B1- 209.
14. Stanislaw Czapp, Krzysztof Dobrzynski, Jacek Klucznik, Zbigniew Lubosny (2014), Calculation of Induced Sheath Voltages in Power Cables – Single Circuit
Suystem Versus Double Circuit System, Journal of Information, Control and Management Systems, Vol. 12, (2014), No. 2, pp. 113-124.
15.T.Myashita (1969), Deterioration of Water-Immersed Polyethylene-Coated Wire
by Treeing, Proceeding 1969 IEE-NEMA Electrical Insulation Conference, Boston,
pp. (131-135).
16.Võ Viết Đạn (1972), Kỹ thuật điện cao áp, Đại học Bách khoa Hà Nội.
17.Vũ Xuân An (2008), Nghiên cứu tính toán thiết kế hệ thống cáp ngầm cao áp,
Luận văn Thạc sĩ khoa học, Đại học Bách khoa Hà Nội.
18.William A.Thue (2005), Electrical Power Cable Engineering, Taylor & Francis e-Library.
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Bảng tính dòng tải cho phép của tuyến cáp ngầm 22kV Cu-3x240mm2 mạch đơn
STT Thông số Ký hiệu Đơn vị Công thức Giá trị
1 Điện áp U V 22.000
2 Đƣờng kính lõi mm 18,3
3 Tiết diện F mm2 240
4 Số pha n pha 3
5 Chiều dày màn chắn trong mm 0,6
6 Chiều dày cách điện XLPE mm 5,5
7 Đƣờng kính mm 30,5
8 Chiều dày màn chắn ngoài mm 0,6
9 Chiều dày vỏ bọc PVC ngoài mm 3,4
10 Đƣờng kính trong lớp vỏ PVC ngoài 85,2
11 Đƣờng kính ngoài của cáp d mm 92
12 Điện trở xoay chiều Ω/km 0,0891
13 Điện dung F/m 0,0003
14 Hệ số Tgδ 0,0008
15 Tổn hao điện môi W (
√ ) 2,8716
16 Suất trở nhiệt XLPE K.m/W 3,5
17 Nhiệt trở của cách điện XLPE K/W
18 Suất trở nhiệt PVC K.m/W 5,5
19 Nhiệt trở của cách điện PVC K/W
0,0672
20 Nhiệt trở suất của đất K.m/W 1
21 Độ chôn sâu của cáp h m 800
22 hệ số k √( ) 34,7538
23 Nhiệt trở của đất K/W
0,5650
24
Nhiệt trở giả tƣởng
với tổn hao dòng điện qua lõi dẫn
K/W 0,1621
25 Nhiệt trở giả tƣởng do tổn hao
điện môi K/W 0,1147
26 Nhiệt độ tối đa của lõi cáp °C 90
27 Nhiệt độ môi trƣờng °C 20
28 Tăng nhiệt do tổn hao điện môi 1,9519
29 Hệ số tải 1
30 Dòng tải A √
Phụ lục 2: Bảng tính tải cho phép của tuyến cáp ngầm 22kV Cu-3x240mm2 mạch kép
STT Thông số Ký hiệu Đơn vị Công thức Giá trị
1 Số đƣờng cáp trong một rãnh N 2 2 Khoảng cách giữa các đƣờng cáp a mm 250 3 Điện áp U V 22.000 4 Đƣờng kính lõi mm 18,3 5 Tiết diện F mm2 240 6 Số pha n 3
7 Chiều dày màn chắn trong mm 0,6
8 Chiều dày cách điện XLPE mm 5,5
9 Đƣờng kính mm 30,5
10 Chiều dày màn chắn ngoài mm 0,6
11 Chiều dày vỏ bọc PVC ngoài mm 3,4
12 Đƣờng kính trong lớp vỏ PVC ngoài 85,2
13 Đƣờng kính ngoài của cáp d mm 92
14 Điện trở xoay chiều Ω/km 0,0891
15 Điện dung F/m 0,0003
16 Hệ số Tgδ 0,0008
17 Tổn hao điện môi W (
√ ) 2,8716
18 Suất trở nhiệt XLPE K.m/W 3,5
19 Nhiệt trở của cách điện XLPE K/W
0,2847
21 Nhiệt trở của cách điện PVC K/W
0,0672
22 Nhiệt trở suất của đất K.m/W 1
23 Độ chôn sâu của cáp h mm 800
24 hệ số k √( ) 34,7538
25 Nhiệt trở của đất K/W
0,5650
26 Nhiệt trở giả tƣởng Tki với tổn hao
dòng điện qua lõi dẫn K/W 0,1621
27 Nhiệt trở giả tƣởng Tkd do tổn hao
điện môi K/W 0,1147
28 Nhiệt độ tối đa của lõi cáp °C 90
29 Nhiệt độ môi trƣờng °C 20
30 Tăng nhiệt do tổn hao điện môi °C 1,9519
31 Hệ số tải 1
32 Nhiệt trở suất của dất khô K/W 2,0
33 Nhiệt trở bổ sung K/W (√( ) ) 0,60 34 Đòng tải A √ ( ) ( ) 440